本文關(guān)鍵詞：盾構(gòu)隧道同步注漿壓力分布模式及地層變位研究

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【摘要】：隨著我國城市建設(shè)的快速發(fā)展,地鐵建設(shè)已成為我國21世紀(jì)城市地下空間開發(fā)的重要組成部分。盾構(gòu)法以其自身的優(yōu)勢被廣泛的應(yīng)用于地鐵建設(shè)中,但是在盾構(gòu)法掘進(jìn)過程中將不可避免的造成周圍土體產(chǎn)生擾動(dòng)以及引起地層變位,而盾尾同步注漿對于控制土層擾動(dòng)以及地層變形非常奏效。因此本文針對盾構(gòu)隧道同步注漿壓力分布模式以及其引起的地層變位展開研究。為了研究同步注漿壓力分布模式,本文針對符合牛頓流體和賓漢姆流體兩種漿液分別進(jìn)行理論推導(dǎo),并推導(dǎo)出漿液在盾尾橫斷面環(huán)向壓力分布的理論計(jì)算公式;并分析了漿液黏滯系數(shù)和漿液壓力以及時(shí)間的關(guān)系,建立漿液壓力消散隨時(shí)間變化的規(guī)律,進(jìn)而得出漿液沿隧道縱向壓力分布規(guī)律,并通過現(xiàn)場監(jiān)測佐證了以上理論推導(dǎo)的合理性;還重點(diǎn)分析土體在服從Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則條件下均勻注漿壓力與土體塑性區(qū)半徑之間的關(guān)系。通過上述研究建立的注漿壓力分布模式,利用Midas/GTS大型有限元軟件,結(jié)合深圳地鐵車-農(nóng)與車-香盾構(gòu)區(qū)間盾構(gòu)開挖工程,重點(diǎn)考慮了注漿壓力的環(huán)向的分布模式以及縱向壓力消散模式,對盾構(gòu)隧道開挖施工全過程進(jìn)行三維仿真模擬,系統(tǒng)分析盾構(gòu)掘進(jìn)過程中注漿壓力分布模式、同步注漿時(shí)間、等代層厚度以及掌子面推力對地層變位的影響規(guī)律。分析發(fā)現(xiàn):注漿壓力分布不均勻程度越大,對地表沉降影響越顯著,并與隧道頂部土層沉降正相關(guān),而與底部土層隆起量負(fù)相關(guān);注漿不及時(shí)將導(dǎo)致地表沉降大幅增加,相較及時(shí)注漿沉降增幅達(dá)到26.7%;等代層厚度和掌子面壓力在一定范圍內(nèi)的增大可顯著控制地表變形,且盾構(gòu)掘進(jìn)對縱向地表沉降的影響范圍大約為刀盤切口前20-30m,以及盾構(gòu)機(jī)刀盤切口后25-40m。本文結(jié)尾通過靜力分析探討不同壓力分布情況對管片內(nèi)力和變形力學(xué)效應(yīng)影響,并分析得出注漿壓力分布形式對管片軸力、剪力影響較大,而對于管片變形、彎矩影響相對較小。綜上所述,本文研究成果對實(shí)際工程盾構(gòu)隧道同步注漿具有重要指導(dǎo)和參考意義。
【關(guān)鍵詞】：盾構(gòu)隧道 同步注漿 壓力分布 地層變位
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U455.43
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 本課題研究背景及意義9-11
• 1.2 盾構(gòu)同步注漿研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 同步注漿效果及壓力分布研究11-15
• 1.2.2 同步注漿壓力與周圍土體及管片作用機(jī)理研究15-16
• 1.2.3 同步注漿壓力對地層變形影響研究16-18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容和研究方案18-20
• 1.3.1 研究內(nèi)容18-19
• 1.3.2 研究方法及技術(shù)路線19-20
• 第2章 注漿壓力分布理論推導(dǎo)20-36
• 2.1 盾尾空隙漿液填充機(jī)理研究20-21
• 2.2 基本假設(shè)21
• 2.3 注漿漿液流型屬于牛頓流體21-27
• 2.3.1 右上π/4 注漿孔漿液向上注漿22-24
• 2.3.2 右上π/4 注漿孔漿液向下注漿24-25
• 2.3.3 右下3π/ 4 注漿孔漿液向上注漿25-26
• 2.3.4 右下3π/ 4 注漿孔漿液向下注漿26-27
• 2.4 注漿漿液流型屬于賓漢姆流體27-32
• 2.4.1 右上π/ 4注漿孔漿液向上注漿27-29
• 2.4.2 右上π/ 4注漿孔漿液向下注漿29-30
• 2.4.3 右下3π/ 4 注漿孔漿液向上注漿30
• 2.4.4 右下3π/ 4 注漿孔漿液向下注漿30-32
• 2.5 注漿壓力與黏滯系數(shù)的時(shí)效性關(guān)系32-34
• 2.6 本章小結(jié)34-36
• 第3章 漿液壓力大小與塑性區(qū)半徑解法基本理論研究36-50
• 3.1 基本理論36-37
• 3.2 盾構(gòu)隧道圓形截面彈性區(qū)極坐標(biāo)解答37-39
• 3.3 盾構(gòu)隧道圓形截面塑性區(qū)極坐標(biāo)解答39-44
• 3.3.1 土體塑性區(qū)39
• 3.3.2 屈服準(zhǔn)則39-44
• 3.4 盾構(gòu)隧道周圍土體在漿液壓力作用下彈塑性理論解44-49
• 3.4.1 基本假設(shè)44
• 3.4.2 彈性階段理論解44-46
• 3.4.3 彈塑性階段理論解46-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 深圳地鐵盾構(gòu)隧道模型計(jì)算分析50-69
• 4.1 工程背景50-51
• 4.2 Midas/GTS介紹51-52
• 4.3 數(shù)值模型建立52-55
• 4.3.1 盾構(gòu)隧道施工參數(shù)52-53
• 4.3.2 盾構(gòu)掘進(jìn)施工動(dòng)態(tài)53
• 4.3.3 盾構(gòu)模型假定53-54
• 4.3.4 盾構(gòu)模型建立54-55
• 4.4 模擬結(jié)果分析55-67
• 4.4.1 注漿壓力分布模式對地表沉降的影響55-57
• 4.4.2 注漿壓力分布模式對地層沉降的影響57-59
• 4.4.3 注漿及時(shí)與滯后對地表沉降的影響59-60
• 4.4.4 漿液等代層厚度對地表沉降的影響60-61
• 4.4.5 掌子面壓力對縱向地表沉降的影響61-62
• 4.4.6 注漿壓力對管片內(nèi)力及變形的影響62-67
• 4.5 本章小結(jié)67-69
• 第5章 深圳地鐵隧道盾構(gòu)監(jiān)測69-83
• 5.1 監(jiān)測項(xiàng)目及方案69-72
• 5.1.1 隧道管片力學(xué)性能監(jiān)測69-70
• 5.1.2 隧道至地表巖土體監(jiān)測70-72
• 5.2 監(jiān)測結(jié)果分析72-81
• 5.2.1 管片壁后土壓力結(jié)果分析72-74
• 5.2.2 盾構(gòu)管片內(nèi)外側(cè)應(yīng)變結(jié)果分析74-76
• 5.2.3 隧道至地表土體監(jiān)測數(shù)據(jù)分析76-80
• 5.2.4 地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)分析80-81
• 5.3 本章小結(jié)81-83
• 第6章 總結(jié)與展望83-86
• 6.1 總結(jié)83-84
• 6.2 展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-91
• 致謝91-92
• 攻讀碩士期間研究成果92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1042892